[發明專利]橋梁渦振的氣動調節構造

有效

• 申請號: 202010697044.X
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN112064488B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 周銳;蔡金梅;劉慶寬;王守強;葛耀君
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: E01D2/00
• 分類號: E01D2/00;E01D2/04;E01D19/00;E01D19/12;E01D19/10
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 莊敏芳;王永文

本發明涉及一種橋梁渦振的氣動調節構造，在橋梁施工過程中，在主梁的相對兩側面中至少一側面上安裝調節結構。當氣流吹向主梁的一側面時，氣流會先與調節結構接觸，并在調節結構上流動。由于調節結構上設有進風口，因此，部分氣流會從進風口流入調節腔內，使得氣流經過調節結構時的流動路徑發生改變。同時，在進風口內設有第一擾流件，隨著氣流的流動，第一擾流件在進風口內發生轉動，動態地改變調節結構的風攻角，擾亂氣流在調節結構內外的流動路徑，有效改變主梁周圍的氣動外形和繞流形態，避免主梁上的漩渦發生規律性地脫落，有效控制大跨度橋梁的渦振現象發生。此外，渦振控制中，無需額外投入阻尼器等設備，大大降低橋梁的渦振控制設備成本。

技術領域

本發明涉及橋梁建筑技術領域，特別是涉及橋梁渦振的氣動調節構造。

背景技術

橋梁渦振是由風場經過橋梁結構時產生的有規則的旋渦脫落引起的限幅振動，渦振發生在風速較低的情況下，是旋渦脫落頻率與橋梁固有頻率接近時的共振現象。

橋梁的渦振控制措施目前主要有氣動措施、結構措施與機械措施，其中，氣動措施雖然簡單有效，但是傳統的氣動措施需要通過風洞試驗驗證而風洞試驗又是縮尺模型忽略了雷諾數效應，無法準確地預測實際大跨度橋梁的渦振控制效果。機械措施通常加載TMD阻尼器(Tuned Mass Damper，譯為調頻質量阻尼器)提高結構阻尼，但是屬于補救型措施，而且存在經濟性問題，結構措施主要是增加結構剛度，主要是在設計階段中考慮。因此，針對傳統的氣動措施和機械措施在控制橋梁風振問題上均存在一定的不足。

發明內容

基于此，有必要提供一種橋梁渦振的氣動調節構造，通過多種互補氣動措施全方面改變橋梁結構的氣動外形和繞流形態，實現經濟、有效控制大跨度橋梁的渦振現象發生。

一種橋梁渦振的氣動調節構造，所述橋梁渦振的氣動調節構造包括：主梁；調節結構，所述主梁的相對兩側面中至少一側設有調節結構，所述調節結構內設有調節腔，所述調節結構上設有與所述調節腔連通的進風口；及第一擾流件，所述第一擾流件位于所述進風口內，且所述第一擾流件可轉動裝設在所述進風口的內壁上。

上述的橋梁渦振的氣動調節構造，在橋梁施工過程中，在主梁的相對兩側面中至少一側面上安裝調節結構。當氣流吹向主梁的一側面時，氣流會先與調節結構接觸，并在調節結構上流動。由于調節結構上設有進風口，因此，部分氣流會從進風口流入調節腔內，使得氣流在調節結構表面上的流動路徑發生改變。同時，在進風口內轉動設有第一擾流件，隨著氣流的流動，第一擾流件在進風口內發生轉動，動態地改變調節結構的風攻角，擾亂氣流在調節結構內外的流動路徑，有效改變主梁周圍的氣動外形和繞流形態，避免主梁上的漩渦發生規律性地交替脫落，有效控制大跨度橋梁的渦振現象發生。此外，本方案在渦振控制過程中，無需額外投入阻尼器等設備，大大降低橋梁的渦振控制設備成本，使得渦振控制過程經濟、有效。

在其中一個實施例中，所述第一擾流件為至少兩個，至少兩個所述第一擾流件在所述進風口內并列間隔設置。

在其中一個實施例中，所述調節結構上設有第一導流面與第二導流面，所述第一導流面用于將氣流引導至所述主梁的上表面，所述第二導流面用于將氣流引導至所述主梁的下表面，所述第一導流面與所述第二導流面中至少一個上設有所述進風口。

在其中一個實施例中，所述調節結構包括間隔裝設在所述主梁上的第一調節件與第二調節件，所述第一調節件與所述第二調節件連接，且成夾角設置，所述第一調節件、所述第一調節件及所述主梁圍合形成所述調節腔，所述第一導流面設置于所述第一調節件上，所述第二導流件設置于所述第二調節件上。

在其中一個實施例中，所述橋梁渦振的氣動調節構造還包括擾流結構，所述擾流結構裝設在所述主梁的上表面上，所述擾流結構用于對所述主梁的上表面的氣流進行干擾。

在其中一個實施例中，所述擾流結構包括支護架與第二擾流件，所述第二擾流件可轉動裝設在所述支護架上。